JP5045665B2 - プラズマディスプレイパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、壁掛けテレビジョンや大型モニターに用いられるプラズマディスプレイパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」と略記する）として代表的な交流面放電型パネルは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。前面板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面板は、背面ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面板と背面板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には、例えば分圧比で５％のキセノンを含む放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極との対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のパネルにおいて、各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行う。

パネルを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。各サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有し、初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み動作に必要な壁電荷を各電極上に形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルにおいて選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極と維持電極とからなる表示電極対に交互に維持パルスを印加し、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。

このようなプラズマディスプレイ装置では、消費電力を削減するために様々な消費電力削減技術が提案されている。特に維持期間における消費電力を削減する技術の１つとして、表示電極対のそれぞれが表示電極対の電極間容量を持つ容量性の負荷であることに着目し、インダクタを構成要素に含む共振回路を用いてそのインダクタと電極間容量とをＬＣ共振させ、電極間容量に蓄えられた電荷を電力回収用のコンデンサに回収し、回収した電荷を表示電極対の駆動に再利用する、いわゆる電力回収回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、サブフィールド法の中でも、緩やかに変化する電圧波形を用いて初期化放電を行い、さらに維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行うことで、階調表示に関係しない発光を極力減らしコントラスト比を向上させた新規な駆動方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

近年、パネルは高精細度化されるとともにますます大画面化され、加えて種々の高輝度化技術が導入されることによって消費電力が増大しており、さらなる消費電力の低減が求められている。
特公平７−１０９５４２号公報 特開２０００−２４２２２４号公報

本発明のパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置は、パネルの高輝度化を図るとともに消費電力の低減が可能なパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置を提供する。

本発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたパネルの駆動方法である。１フィールドを、放電セルで選択的に書込み放電を発生させる書込み期間と輝度重みに応じた回数の維持パルスを印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成する。さらに本発明にかかるプラズマディスプレイ装置は、表示電極対の電極間容量とインダクタとを共振させて維持パルスを立ち上がらせたり立ち下がらせたりする電力回収部と維持パルスの電圧を所定の電圧にクランプするクランプ部とを有する維持パルス発生回路を備える。さらに本発明にかかるプラズマディスプレイ装置は、維持パルスの繰り返し周期を画像信号の平均輝度レベルにもとづき設定し、平均輝度レベルが低くなるにつれて、少なくとも輝度重みの最も大きいサブフィールドにおける維持パルスの繰り返し周期を段階的に短くすることが望ましい。そして、表示電極対の一方に印加する維持パルスの立ち下がる時間と、表示電極対の他方に印加する維持パルスの立ち上がる時間とが重なる重なり期間を設け、平均輝度レベルが低くなるにつれて、少なくとも輝度重みの最も大きいサブフィールドの重なり期間を段階的に長くすることが望ましい。これにより、さらなる消費電力の低減が可能となる。

また本発明のパネルの駆動方法は、維持パルスの立ち上がる時間の２倍の時間を維持パルスの持続時間以上に設定することが望ましい。ここで、持続時間とは、維持パルスの電圧を所定の電圧にクランプしている時間のことである。

また本発明のプラズマディスプレイ装置は、走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたパネルと、画像信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路と、表示電極対のそれぞれに維持パルスを印加して維持放電を発生させる維持パルス発生回路とを備える。維持パルス発生回路は、表示電極対の電極間容量とインダクタとを共振させて維持パルスを立ち上がらせたり立ち下がらせたりする電力回収部と維持パルスの電圧を所定の電圧にクランプするクランプ部とを備え、維持パルスの繰り返し周期を画像信号の平均輝度レベルにもとづき設定する。さらに、画像信号の平均輝度レベルが低くなるにつれて、輝度重みの最も大きいサブフィールドにおける維持パルスの繰り返し周期を段階的に短く設定し、表示電極対の一方に印加する維持パルスの立ち下がる時間と表示電極対の他方に印加する維持パルスの立ち上がる時間とが重なる重なり期間を設け、平均輝度レベルが低くなるにつれて、少なくとも輝度重みの最も大きいサブフィールドの重なり期間を段階的に長くすることを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイ装置について、図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかるパネル１０の構造を示す分解斜視図である。ガラス製の前面板２１上には、走査電極２２と維持電極２３とからなる表示電極対２８が複数形成されている。そして走査電極２２と維持電極２３とを覆うように誘電体層２４が形成され、誘電体層２４上に保護層２５が形成されている。背面板３１上にはデータ電極３２が複数形成され、データ電極３２を覆うように誘電体層３３が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁３４が形成されている。隔壁３４の側面および誘電体層３３上には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。

前面板２１と背面板３１とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対２８とデータ電極３２とが交差するように対向配置され、その外周部はガラスフリット等の封着材によって封着されている。放電空間には、例えばネオンとキセノンの混合ガスが放電ガスとして封入されている。本実施の形態においては、輝度向上のためにキセノン分圧を１０％とした放電ガスが用いられている。放電空間は隔壁３４によって複数の区画に仕切られており、表示電極対２８とデータ電極３２とが交差する部分に放電セルが形成されている。これらの放電セルが放電、発光することにより画像が表示される。

なお、パネルの構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。

図２は、本発明の実施の形態にかかるパネル１０の電極配列図である。パネル１０には、行方向に長いｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図１の走査電極２２）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極２３）が配列されている。また、列方向に長いｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極３２）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）および維持電極ＳＵｉと１つのデータ電極Ｄｊ（ｊ＝１〜ｍ）とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。なお、図１、図２に示すように、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとは互いに平行に対をなして形成されているために、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間に大きな電極間容量Ｃｐが存在する。

図３は、本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイ装置１の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置１は、パネル１０、画像信号処理回路５１、データ電極駆動回路５２、走査電極駆動回路５３、維持電極駆動回路５４、タイミング発生回路５５、ＡＰＬ検出回路５８および各回路ブロックに必要な電源を供給する電源回路（図示せず）を備えている。

画像信号処理回路５１は、入力された画像信号Ｓｉｇをサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データに変換する。データ電極駆動回路５２はサブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動する。ＡＰＬ検出回路５８は画像信号Ｓｉｇの平均輝度レベル（以下、「ＡＰＬ」と略記する）を検出する。具体的には、例えば画像信号の輝度値を１フィールド期間または１フレーム期間にわたって累積する等の一般に知られた手法を用いることによってＡＰＬを検出する。

タイミング発生回路５５は水平同期信号Ｈ、垂直同期信号ＶおよびＡＰＬ検出回路５８が検出したＡＰＬをもとにして各回路ブロックの動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路ブロックへ供給する。走査電極駆動回路５３は、維持期間において走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生回路１００を有し、タイミング信号にもとづいて各走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎをそれぞれ駆動する。

維持電極駆動回路５４は、初期化期間において維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を印加する回路と、維持期間において維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生回路２００とを有し、タイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを駆動する。

次に、パネル１０を駆動するための駆動電圧波形とその動作について説明する。プラズマディスプレイ装置１は、サブフィールド法、すなわち１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、サブフィールド毎に各放電セルの発光・非発光を制御することによって階調表示を行う。それぞれのサブフィールドは初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み放電に必要な壁電荷を各電極上に形成する。このときの初期化動作には、全ての放電セルで初期化放電を発生させる初期化動作（以下、「全セル初期化動作」と略記する）と、維持放電を行った放電セルで初期化放電を発生させる初期化動作（以下、「選択初期化動作」と略記する）とがある。書込み期間では、発光させるべき放電セルで選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間では、輝度重みに比例した数の維持パルスを表示電極対に交互に印加して、書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生させて発光させる。このときの比例定数を輝度倍率と呼ぶ。なお、サブフィールド構成の詳細については後述することとし、ここではサブフィールドにおける駆動電圧波形とその動作について説明する。

図４は、本発明の実施の形態にかかるパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形図である。図４には、全セル初期化動作を行うサブフィールドと選択初期化動作を行うサブフィールドとを示す。

まず、全セル初期化動作を行うサブフィールドについて説明する。

初期化期間前半部では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎにそれぞれ０Ｖを印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下の電圧Ｖｉ１から、放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２に向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧（以下「ランプ電圧」と記す）を印加する。ランプ電圧が上昇する間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上部に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上部および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上部には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上部の壁電圧とは電極を覆う誘電体層上、保護層上、蛍光体層上等に蓄積された壁電荷により生じる電圧を表す。

初期化期間後半部では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の電圧Ｖｅ１を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ３から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。この間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上部の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上部の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。以上により、全ての放電セルに対して初期化放電を行う全セル初期化動作が終了する。

続く書込み期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。次に、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に発光させるべき放電セルのデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。このときデータ電極Ｄｋ上と走査電極ＳＣ１上との交差部の電圧差は、外部印加電圧の差（Ｖｄ−Ｖａ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧の差とが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間および維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に書込み放電が起こり、走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ１上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｋ上にも負の壁電圧が蓄積される。このようにして、１行目に発光させるべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、書込みパルス電圧Ｖｄを印加しなかったデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで行い、書込み期間が終了する。

続く維持期間では、消費電力を削減するために電力回収回路を用いて駆動を行っているが、駆動電圧波形の詳細については後述する。ここでは維持期間における維持動作の概要について説明する。まず走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｓを印加するとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧０Ｖを印加する。すると前の書込み期間で書込み放電を起こした放電セルでは、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との電圧差が維持パルス電圧Ｖｓに走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ上の壁電圧との差が加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間に維持放電が起こり、このとき発生した紫外線により蛍光体層３５が発光する。そして走査電極ＳＣｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵｉ上に正の壁電圧が蓄積される。さらにデータ電極Ｄｋ上にも正の壁電圧が蓄積される。書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧が保たれる。

続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには電圧０Ｖを、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには維持パルス電圧Ｖｓをそれぞれ印加する。すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵｉ上と走査電極ＳＣｉ上との電圧差が放電開始電圧を超えるので再び維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に維持放電が起こり、維持電極ＳＵｉ上に負の壁電圧が蓄積され走査電極ＳＣｉ上に正の壁電圧が蓄積される。以降同様に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスを印加し、表示電極対の電極間に電位差を与えることにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。

維持期間の最後には走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間にいわゆる細幅パルス状の電圧差を与えて、データ電極Ｄｋ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ上の壁電圧の一部または全部を消去する。具体的には、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを一旦０Ｖに戻した後、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに維持パルス電圧Ｖｓを印加する。すると、維持放電を起こした放電セルの維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間で維持放電が起こる。そしてこの放電が収束する前、すなわち放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を印加する。これにより維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間の電圧差が（Ｖｓ−Ｖｅ１）の程度まで弱まる。すると、データ電極Ｄｋ上の正の壁電荷を残したまま、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上と維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上との間の壁電圧はそれぞれの電極に印加した電圧の差（Ｖｓ−Ｖｅ１）の程度まで弱められる。以下、この放電を「消去放電」と呼ぶ。

このように、最後の維持放電、すなわち消去放電を発生させるための電圧Ｖｓを走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加した後、所定の時間間隔（以下、「消去位相差Ｔｈ１」と呼称する）の後、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する。こうして維持期間における維持動作が終了する。

次に、選択初期化動作を行うサブフィールドの動作について説明する。

選択初期化を行う初期化期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに０Ｖをそれぞれ印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３’から電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると前のサブフィールドの維持期間で維持放電を起こした放電セルでは微弱な初期化放電が発生し、走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧が弱められる。またデータ電極Ｄｋに対しては、直前の維持放電によってデータ電極Ｄｋ上に十分な正の壁電圧が蓄積されているので、この壁電圧の過剰な部分が放電され、書込み動作に適した壁電圧に調整される。一方、前のサブフィールドで維持放電を起こさなかった放電セルについては放電することはなく、前のサブフィールドの初期化期間終了時における壁電荷がそのまま保たれる。このように選択初期化動作は、直前のサブフィールドの維持期間で維持動作を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行う動作である。

続く書込み期間の動作は全セル初期化を行うサブフィールドの書込み期間の動作と同様であるため説明を省略する。続く維持期間の動作も維持パルスの数を除いて同様である。

次に、サブフィールド構成について説明する。

図５は本発明の実施の形態にかかるサブフィールド構成を示す図である。本実施の形態においては、１フィールドを１０のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１０ＳＦ）に分割する。各サブフィールドはそれぞれ、例えば（１、２、３、６、１１、１８、３０、４４、６０、８０）の輝度重みを持つ。また、第１ＳＦの初期化期間では全セル初期化動作を行い、第２ＳＦ〜第１０ＳＦの初期化期間では選択初期化動作を行うものとする。また各サブフィールドの維持期間においては、それぞれのサブフィールドの輝度重みに所定の輝度倍率を乗じた数の維持パルスが表示電極対のそれぞれに印加される。

しかし、本発明はサブフィールド数や各サブフィールドの輝度重みが上記の値に限定されるものではない。また、画像信号等にもとづいてサブフィールド構成を切換える構成であってもよい。

図６は、本発明の実施の形態にかかる維持パルス発生回路１００、２００の回路図である。図６にはパネル１０の電極間容量をＣｐとして示し、走査パルスおよび初期化電圧波形を発生させる回路は省略している。

維持パルス発生回路１００は、電力回収部１１０とクランプ部１２０とを備えている。電力回収部１１０は、電力回収用のコンデンサＣ１０、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、逆流防止用のダイオードＤ１１、Ｄ１２、共振用のインダクタＬ１１、Ｌ１２を有している。また、クランプ部１２０は、スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１４を有する。そして電力回収部１１０およびクランプ部１２０は走査パルス発生回路（維持期間中は短絡状態となるため図示せず）を介して電極間容量Ｃｐの一端である走査電極２２に接続されている。ここでインダクタＬ１１、Ｌ１２のインダクタンスは、電極間容量Ｃｐとの共振周期が維持パルスの持続時間より長くなるように設定されている。ここで、共振周期とはＬＣ共振による周期のことである。例えばインダクタのインダクタンスをＬ、コンデンサのキャパシタンスをＣとしたときに、共振周期は計算式「２π√（ＬＣ）」によって求めることができる。そして、ここでのインダクタンスＬはインダクタＬ１１またはインダクタＬ１２のインダクタンスのことであり、キャパシタンスＣはパネル１０の電極間容量Ｃｐのことである。

電力回収部１１０は、電極間容量ＣｐとインダクタＬ１１またはインダクタＬ１２とをＬＣ共振させて維持パルスの立ち上がりおよび立ち下がりを行う。維持パルスの立ち上がり時には、電力回収用のコンデンサＣ１０に蓄えられている電荷をスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１およびインダクタＬ１１を介して電極間容量Ｃｐに移動する。維持パルスの立ち下がり時には、電極間容量Ｃｐに蓄えられた電荷を、インダクタＬ１２、ダイオードＤ１２およびスイッチング素子Ｑ１２を介して電力回収用のコンデンサＣ１０に戻す。こうして走査電極２２への維持パルスの印加を行う。このように、電力回収部１１０は電源から電力を供給されることなくＬＣ共振によって走査電極２２の駆動を行うため、理想的には消費電力が０となる。なお、電力回収用のコンデンサＣ１０は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収部１１０の電源として働くように、電源ＶＳの電圧値Ｖｓの半分の約Ｖｓ／２に充電されている。なお、電力回収部１１０のインピーダンスは大きいので、仮に電力回収部１１０によって走査電極２２が駆動されているときに強い維持放電が発生した場合、その放電電流によって走査電極２２に印加する電圧が大きく低下してしまう。しかし本実施の形態においては、電力回収部１１０によって走査電極２２が駆動されている間には維持放電が発生しないか、または維持放電が発生してもその放電電流によって走査電極２２に印加する電圧が大きく低下しない程度の維持放電になるように、電源ＶＳの電圧値は低い値に設定されている。

電圧クランプ部１２０は、スイッチング素子Ｑ１３を介して走査電極２２を電源ＶＳに接続し、走査電極２２を電圧Ｖｓにクランプする。また、スイッチング素子Ｑ１４を介して走査電極２２を接地し、０Ｖにクランプする。このようにして電圧クランプ部１２０は走査電極２２を駆動する。したがって、電圧クランプ部１２０による電圧印加時のインピーダンスは小さく、強い維持放電による大きな放電電流を安定して流すことができる。

こうして維持パルス発生回路１００は、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３およびＱ１４を制御することによって電力回収部１１０と電圧クランプ部１２０とを用いて走査電極２２に維持パルスを印加する。なお、これらのスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の一般に知られた素子を用いて構成することができる。

維持パルス発生回路２００は、電力回収用のコンデンサＣ２０、スイッチング素子Ｑ２１、Ｑ２２、逆流防止用のダイオードＤ２１、Ｄ２２、共振用のインダクタＬ２１、インダクタＬ２２を有する電力回収部２１０と、スイッチング素子Ｑ２３、Ｑ２４を有するクランプ部２２０とを備え、パネル１０の電極間容量Ｃｐの一端である維持電極２３に接続されている。維持パルス発生回路２００の動作は維持パルス発生回路１００と同様である。なお、ここでも、インダクタＬ２１、Ｌ２２のインダクタンスは、電極間容量Ｃｐとの共振周期が維持パルスの持続時間より長くなるように設定されている。

また、図６には、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を発生する電源ＶＥ、電圧Ｖｅ１を維持電極２３に印加するためのスイッチング素子Ｑ２８、Ｑ２９もあわせて示しているが、これらの動作については後述する。

図７は、本発明の実施の形態にかかる維持パルス発生回路１００、２００の動作を示すタイミングチャートである。維持パルスの繰り返し周期（以下、「維持周期」と略記する）の１周期分をＴ１〜Ｔ６で示す６つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。なお、以下の説明において、スイッチング素子を導通させる動作をＯＮ、遮断させる動作をＯＦＦと表記する。この繰り返し周期とは、維持期間において表示電極対に繰り返し印加される維持パルスの間隔のことであり、例えば、期間Ｔ１〜Ｔ６によって繰り返される周期のことを表す。また、図７では、正極の波形を用いて説明をするが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、負極の波形における実施の形態例は省略するが、以下の説明の正極の波形において「立ち上がり」と表現しているものを、負極の波形においては「立ち下がり」に読みかえることで、負極の波形であっても同様の効果を得ることができるものである。

次に図７を用いて期間Ｔ１から期間Ｔ６までについて説明する。

（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると、走査電極２２からインダクタＬ１２、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通してコンデンサＣ１０に電流が流れ始め、走査電極２２の電圧が下がり始める。本実施の形態においては、インダクタＬ１２と電極間容量Ｃｐとの共振周期は２０００ｎｓｅｃに設定されているため、時刻ｔ１から１０００ｎｓｅｃ後には走査電極２２の電圧はほぼ０Ｖまで低下する。しかし、時刻ｔ１から時刻ｔ２ｂまでの期間Ｔ１、すなわち電力回収部１１０を用いた維持パルスの立ち下がり時間は１０００ｎｓｅｃよりも短い６５０ｎｓｅｃ〜８５０ｎｓｅｃの範囲でＡＰＬにもとづき設定されているため、時刻ｔ２ｂにおいて走査電極２２の電圧は０Ｖまでは下がらない。そして、時刻ｔ２ｂでスイッチング素子Ｑ１４をＯＮにする。すると、走査電極２２はスイッチング素子Ｑ１４を通して直接に接地されるため、走査電極２２の電圧は０Ｖにクランプされる。

なお、スイッチング素子Ｑ２４はＯＮにされており、維持電極２３は０Ｖにクランプされている。そして時刻ｔ２ａの直前に維持電極２３を０Ｖにクランプしていたスイッチング素子Ｑ２４をＯＦＦにする。

（期間Ｔ２）
時刻ｔ２ａでスイッチング素子Ｑ２１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２１を通して維持電極２３へ電流が流れ始め、維持電極２３の電圧が上がり始める。インダクタＬ２１と電極間容量Ｃｐとの共振周期も２０００ｎｓｅｃに設定されているため、時刻ｔ２ａから１０００ｎｓｅｃ後には維持電極２３の電圧はほぼ電圧Ｖｓまで上昇する。しかし、時刻ｔ２ａから時刻ｔ３までの期間Ｔ２、すなわち電力回収部２１０を用いた維持パルスの立ち上がり時間は９００ｎｓｅｃに設定されているため、時刻ｔ３において維持電極２３の電圧はＶｓまでは上がらない。そして、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ２３をＯＮにする。すると、維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、維持電極２３は電圧Ｖｓにクランプされる。

なお、本実施の形態では、期間Ｔ１と期間Ｔ２とが重なる期間を設けている。以下、この期間、すなわち時刻ｔ２ａから時刻ｔ２ｂまでの期間を「重なり期間」と呼ぶ。そして重なり期間の時間は２５０ｎｓｅｃ〜４５０ｎｓｅｃの範囲でＡＰＬにもとづき設定されている。そして、本実施の形態では、この重なり期間を設けることで維持周期を短縮している。

（期間Ｔ３）
維持電極２３が電圧Ｖｓにクランプされると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極２２と維持電極２３との間の電圧差が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。そして維持電極２３を電圧Ｖｓにクランプしていたスイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ４直前にＯＦＦにする。

このように期間Ｔ３では維持電極２３の電圧は維持パルス電圧Ｖｓに保たれており、期間Ｔ３の時間は維持電極２３に印加する維持パルスのパルス持続時間である。このようにパルス持続時間とは、共振により立ち上げられた維持パルスの電圧を電圧Ｖｓにクランプし、さらに所定時間の間電圧Ｖｓを持続している時間のことを意味する。ここで、本実施の形態においては、期間Ｔ３は、８５０ｎｓｅｃ〜１２５０ｎｓｅｃの範囲でＡＰＬにもとづき設定されている。

なお、スイッチング素子Ｑ１２は時刻ｔ２ｂ以降、時刻ｔ５ａまでにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ２１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにＯＦＦすればよい。

（期間Ｔ４）
時刻ｔ４でスイッチング素子Ｑ２２をＯＮにする。すると、維持電極２３からインダクタＬ２２、ダイオードＤ２２、スイッチング素子Ｑ２２を通してコンデンサＣ２０に電流が流れ始め、維持電極２３の電圧が下がり始める。インダクタＬ２２と電極間容量Ｃｐとの共振周期も２０００ｎｓｅｃに設定されており、一方、時刻ｔ４から時刻ｔ５ｂまでの期間Ｔ４、すなわち電力回収部２１０を用いた維持パルスの立ち上がり時間は６５０ｎｓｅｃ〜８５０ｎｓｅｃの範囲でＡＰＬにもとづき設定されている。したがって、時刻ｔ５ｂにおいて維持電極２３の電圧は０Ｖまでは下がらない。

そして、時刻ｔ５ｂでスイッチング素子Ｑ２４をＯＮにする。すると、維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２４を通して直接に接地されるため、維持電極２３は０Ｖにクランプされる。なお、走査電極２２を０Ｖにクランプしていたスイッチング素子Ｑ１４を時刻ｔ５ａの直前にＯＦＦにする。

（期間Ｔ５）
時刻ｔ５ａでスイッチング素子Ｑ１１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１０からスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１１を通して走査電極２２へ電流が流れ始め、走査電極２２の電圧が上がり始める。インダクタＬ１１と電極間容量Ｃｐとの共振周期は２０００ｎｓｅｃに設定されており、一方、電力回収部１１０を用いた維持パルスの立ち下がり時間は９００ｎｓｅｃに設定されている。したがって、時刻ｔ６において走査電極２２の電圧は電圧Ｖｓまでは上がらない。そして、時刻ｔ６でスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにする。すると、走査電極２２は電圧Ｖｓにクランプされる。

なお、本実施の形態では、期間Ｔ４と期間Ｔ５とが重なる期間を設けており、この期間、すなわち時刻ｔ５ａから時刻ｔ５ｂまでの期間も「重なり期間」と呼ぶ。そしてこの重なり期間の時間も、２５０ｎｓｅｃ〜４５０ｎｓｅｃの範囲でＡＰＬにもとづき設定されている。

（期間Ｔ６）
走査電極２２が電圧Ｖｓにクランプされると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極２２と維持電極２３との間の電圧差が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。

このように期間Ｔ６では走査電極２２の電圧は維持パルス電圧Ｖｓに保たれており、期間Ｔ６の時間は走査電極２２に印加する維持パルスのパルス持続時間である。本実施の形態においては、期間Ｔ６も、８５０ｎｓｅｃ〜１２５０ｎｓｅｃの範囲でＡＰＬにもとづき設定されている。

なお、スイッチング素子Ｑ２２は時刻ｔ５ｂ以降、次の維持周期の時刻ｔ２ａまでにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ１１は時刻ｔ６以降、次の維持周期の時刻ｔ１までにＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生回路１００、２００の出力インピーダンスを下げるために、スイッチング素子Ｑ２４は次の維持周期の時刻ｔ２ａ直前に、スイッチング素子Ｑ１３は次の維持周期の時刻ｔ１直前にＯＦＦにすることが望ましい。

以上の期間Ｔ１〜Ｔ６の動作を繰り返すことにより、本実施の形態における維持パルス発生回路１００、２００は必要な数の維持パルスを走査電極２２、維持電極２３に印加する。

以上、（期間Ｔ１から期間Ｔ６で）説明したように、本実施の形態においては、インダクタＬ１１、Ｌ２１と電極間容量Ｃｐとの共振周期が、維持パルスの持続時間、すなわち期間Ｔ３、Ｔ６よりも長くなるように設定にしている。さらに、電力回収部１１０、２１０を用いた維持パルスの立ち上がり時間である期間Ｔ２、Ｔ５を２倍した時間が期間Ｔ３、Ｔ６よりも長くなるように設定している。そしてこのように設定することにより維持パルス発生回路１００、２００の無効電力（発光に寄与することなく消費される電力）を削減し、発光効率（消費電力に対する発光強度）を向上させている。次に、その理由について説明する。

本発明者らは、電力回収部１１０、２１０の共振周期と無効電力および発光効率との関係を調べるために、電力回収部１１０、２１０の共振周期を変えながら、無効電力および発光効率を測定した。なお、本発明者らは、維持パルスの立ち上がり時間を電力回収部１１０、２１０における共振周期の２分の１に設定して実験を行った。したがって、例えば、電力回収部１１０、２１０の共振周期が１２００ｎｓｅｃのときは立ち上がり時間は６００ｎｓｅｃであり、共振周期が１６００ｎｓｅｃのときは立ち上がり時間は８００ｎｓｅｃである。

図８Ａは、本実施の形態にかかる維持パルスの立ち上がり時間と維持パルス発生回路の無効電力との関係を示した図である。

図８Ｂは、立ち上がり時間と発光効率との関係を示した図である。なお、図８Ａ、図８Ｂともに、立ち上がり時間を６００ｎｓｅｃとしたときの無効電力および発光効率を１００として百分率計算した値を表しており、図８Ａの縦軸は無効電力比を、図８Ｂの縦軸は発光効率比をそれぞれ表し、横軸はともに立ち上がり時間を表す。

この実験から、立ち上がり時間を長くすることで維持パルス発生回路１００、２００の無効電力が削減されることがわかった。図８Ａに示すように、例えば立ち上がり時間を６００ｎｓｅｃから７５０ｎｓｅｃにすることで無効電力が約１０％、９００ｎｓｅｃにすることで無効電力が約１５％削減される。さらに、立ち上がり時間を長くすることで発光効率が向上することもわかった。図８Ｂに示すように、立ち上がり時間を６００ｎｓｅｃから７５０ｎｓｅｃにすることで発光効率が約５％、９００ｎｓｅｃにすることで発光効率が約１３％向上する。

このように、維持パルスの立ち上がりを７５０ｎｓｅｃ以上、さらに望ましくは９００ｎｓｅｃ以上となるように緩やかにすると維持パルス発生回路１００、２００の無効電力が削減されるだけでなく、維持放電の発光効率も向上することが実験的に確認された。

なお、上述の駆動方法において維持パルス持続時間が短すぎると、維持放電にともなって形成される壁電圧が不足し、維持放電を継続して発生させることができなくなる。逆に維持パルス持続時間が長すぎると維持パルスの繰り返し周期が長くなってしまい、必要な数の維持パルスを表示電極対に印加できなくなる。そのため実用的には維持パルス持続時間を８００ｎｓｅｃ〜１５００ｎｓｅｃ程度に設定することが望ましい。そして、本実施の形態においては、維持パルス持続時間に相当する期間Ｔ３、Ｔ６を、十分な壁電圧を蓄積することができ、必要な数の維持パルスを確保できる時間８５０ｎｓｅｃ〜１２５０ｎｓｅｃに設定している。

これらの条件を勘案すると、電力回収部１１０、２１０を用いた維持パルスの立ち上がり時間である期間Ｔ２、Ｔ５を２倍した時間が維持パルスの持続時間である期間Ｔ３、Ｔ６よりも長くなるように設定することで、無効電力の削減および発光効率の向上の効果が得られることがわかる。さらに好ましくは、維持パルスの立ち上がり時間が期間Ｔ３、Ｔ６よりも長くなるように設定するとよい。また、インダクタＬ１１、Ｌ２１と電極間容量Ｃｐとの共振周期を維持パルスの立ち上がり時間である期間Ｔ２、Ｔ５の２倍以上に設定することで、維持パルスの立ち上がり時間である期間Ｔ２、Ｔ５において表示電極対に印加する電圧が低下することを防ぐことができる。したがって、共振周期が維持パルスの持続時間である期間Ｔ３、Ｔ６よりも長くなるように設定することで、無効電力の削減および発光効率の向上の効果が得られる。さらに好ましくは、共振周期を０．５〜０．７５倍した時間が期間Ｔ３、Ｔ６よりも長くなるように設定するとよい。

また、維持周期は期間Ｔ１から期間Ｔ６までが１周期となるが、本実施の形態においては、期間Ｔ１と期間Ｔ２とが重なる時刻ｔ２ａから時刻ｔ２ｂまでの重なり期間および期間Ｔ４と期間Ｔ５とが重なる時刻ｔ５ａから時刻ｔ５ｂまでの重なり期間を設けることでそれら重なり期間の分だけ維持周期を短縮している。そのため１フィールドの駆動時間も短縮されるが、短縮された駆動時間を利用して輝度倍率をあげて維持パルス数を増加させ、表示画像のピーク輝度を上昇している。

また、本実施の形態における維持パルス発生回路１００、２００においては、維持パルスの立ち上がりの共振周期を決めるインダクタＬ１１、Ｌ２１と、維持パルスの立ち下がりの共振周期を決めるインダクタＬ１２、Ｌ２２とを独立に備えている。そのため、維持パルスの立ち上がり時間、立ち下がり時間を変更する場合には、インダクタＬ１１、Ｌ２１、またはインダクタＬ１２、Ｌ２２の値を変更すればよく、パネルの様々な仕様に対応することができる。特に、上述したように立ち上がり時間を長くして維持パルスの立ち上がりを緩やかにする場合には、維持パルスの立ち上がりの共振周期および立ち下がりの共振周期をそれぞれ独立に設定できることが望ましい。さらに、電力回収部１１０、２１０のインダクタＬ１１、Ｌ２１とインダクタＬ１２、Ｌ２２とを独立に備えた構成とすることで、インダクタ１つあたりの発熱量も半分にでき、インダクタの熱抵抗を低減する効果も得られる。

なお、上述した説明では、維持パルスの立ち上がり時間と立ち下がり時間との差はあまり大きくはない。そのため、電力回収部１１０、２１０における維持パルスの立ち上がりの共振周期と立ち下がりの共振周期とを同じ値に設定し、インダクタＬ１１、Ｌ２１とインダクタＬ１２、Ｌ２２とを同一のインダクタンスとしている。

次に、維持期間の後半部から消去放電を発生させる電位差を表示電極対の電極間に与える際の動作について詳細に説明する。図７の期間Ｔ７、期間Ｔ８、期間Ｔ９、期間Ｔ１０はそれぞれ上述の期間Ｔ１、期間Ｔ２、期間Ｔ３、期間Ｔ４と同様であるため説明を省略する。次に再度図７を用いて期間Ｔ１１から期間Ｔ１３までについて説明する。

（期間Ｔ１１）
時刻ｔ１１でスイッチング素子Ｑ１１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１０からスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１１を通して走査電極２２へ電流が流れ始め、走査電極２２の電圧が上がり始める。なお、本実施の形態では、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間Ｔ１１、すなわち維持期間における最後の維持パルスの立ち上がり時間を６５０ｎｓｅｃとし、その他の維持パルスの立ち上がり時間（期間Ｔ２、期間Ｔ５）の９００ｎｓｅｃよりも短く設定している。そして走査電極２２の電圧がＶｓ付近まで上昇する以前の時刻ｔ１２でスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにする。すると走査電極２２はスイッチング素子Ｑ１３を通して直接に電源ＶＳへ接続され、電圧Ｖｓにクランプされる。

（期間Ｔ１２）
走査電極２２の電圧が急峻に電圧Ｖｓに上昇すると、維持放電を起こした放電セルでは走査電極２２と維持電極２３との間の電圧差が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。そして、維持電極２３を０Ｖにクランプしていたスイッチング素子Ｑ２４を時刻ｔ１３直前にＯＦＦにする。

（期間Ｔ１３）
時刻ｔ１３でスイッチング素子Ｑ２８およびスイッチング素子Ｑ２９をＯＮにする。すると維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２８、Ｑ２９を通して直接に消去用の電源ＶＥへ接続されるため、維持電極２３の電圧は急峻にＶｅ１まで上昇する。時刻ｔ１３は期間Ｔ１２で発生した維持放電が収束する前、すなわち維持放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している時刻である。そして荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に放電空間内の電界が変化するので、この変化した電界を緩和するように荷電粒子が再配置されて壁電荷を形成する。このとき、走査電極２２に印加されている電圧Ｖｓと維持電極２３に印加されている電圧Ｖｅ１との差が小さいため、走査電極２２上および維持電極２３上の壁電圧が弱められる。このように、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの時間間隔、すなわち期間Ｔ１２は、最後の維持放電を発生させるための電圧Ｖｓを走査電極２２に印加してから、維持電極２３に電圧Ｖｅ１を与えるまでの時間間隔である。そして、この電圧Ｖｅ１を最後の維持放電が収束する前に維持電極２３に印加することで、表示電極対の電極間の電位差を緩和させる。最後の維持放電を発生させるための電圧Ｖｓを走査電極２２に印加してから電圧Ｖｅ１を維持電極２３に印加するまでの位相差は細幅パルス形状となり、そのパルス幅は消去位相差Ｔｈ１である。したがって、最後に発生する維持放電は消去放電と呼べる放電となる。また、データ電極３２はこのとき０Ｖに保持されており、データ電極３２に印加されている電圧と走査電極２２に印加されている電圧との電位差を緩和するように放電による荷電粒子が壁電荷を形成するので、データ電極３２上には正の壁電圧が蓄積される。

本実施の形態では、消去位相差Ｔｈ１である期間Ｔ１２の時間を３５０ｎｓｅｃに設定している。さらに、維持期間の最後の維持パルスの立ち上がり時間である期間Ｔ１１の時間を６５０ｎｓｅｃに設定して他の維持パルスにおける立ち上がり時間である期間Ｔ２、期間Ｔ５の９００ｎｓｅｃよりも短くしている。

以上、（期間Ｔ１１から期間Ｔ１３で）説明したように、消去位相差Ｔｈ１を３５０ｎｓｅｃに設定するとともに、維持期間における最後の維持パルスの立ち上がり時間を他の維持パルスにおける立ち上がり時間よりも短い６５０ｎｓｅｃに設定した理由について説明する。

本発明者らは、消去位相差Ｔｈ１および最後の維持パルスにおける立ち上がり時間と初期化期間における維持電極２３への印加電圧Ｖｅ１との関係を調べる実験を行った。維持電極２３への印加電圧Ｖｅ１の設定が高すぎると書込みパルスを印加していない放電セルでも書込み放電が発生するという誤動作が発生する可能性があるのでこの電圧を下げることが駆動マージンを広げる上で望ましい。

図９は、初期化期間において正常な選択初期化動作を行うために必要な電圧Ｖｅ１と消去位相差Ｔｈ１と最後の維持パルスにおける立ち上がり時間との関係を示す図である。横軸が消去位相差Ｔｈを、縦軸が電圧Ｖｅ１を示している。実験の結果、最後の維持パルスにおける立ち上がり時間を８００ｎｓｅｃ以下に、消去位相差Ｔｈ１を３５０ｎｓｅｃ〜４００ｎｓｅｃに設定することで、正常な選択初期化動作を行うために必要な電圧Ｖｅ１を低くできることがわかった。本実施の形態においてはこれらの実験結果を踏まえて、消去位相差Ｔｈ１を３５０ｎｓｅｃに、最後の維持パルスにおける立ち上がり時間を６５０ｎｓｅｃに設定している。これにより、維持電極に印加する電圧Ｖｅ１を低くして書込み時の駆動マージンを広げ、安定した初期化放電および書込み放電を実現している。

加えて、本発明者らは、維持期間の最後から２番目の維持パルスの立ち上がり時間、すなわち図７の期間Ｔ８を９００ｎｓｅｃよりも短くすることで、正常な選択初期化動作を行うために必要な電圧Ｖｅ１をさらに低くすることができることを実験により見出した。

図１０は、最後から２番目の維持パルスの立ち上がり時間と電圧Ｖｅ１との関係を示す図である。横軸が最後から２番目の維持パルスにおける立ち上がり時間を、縦軸が電圧Ｖｅ１を示している。実験の結果、最後から２番目の維持パルスにおける立ち上がり時間を８００ｎｓｅｃ以下に設定することで電圧Ｖｅ１を低くすることが明らかになった。同時に、それ以上短く設定しても電圧Ｖｅ１はあまり変わらないことも明らかになった。そこで本実施の形態では回収電力の利用効率等を考慮して、最後から２番目の維持パルスにおける立ち上がり時間を７５０ｎｓｅｃにしている。これにより、正常な初期化放電を発生させるために必要な維持電極印加電圧Ｖｅ１をさらに低くして、さらなる駆動マージンの拡大を実現している。

次に、本発明者らは、維持放電が発生する放電セル数の全放電セル数に対する割合（以下、「点灯率」と略記する）および維持周期と、維持放電を発生させるために必要な維持パルス印加電圧（以下、「点灯電圧」と略記する）との関係を調べる実験を行った。

図１１は、本実施の形態における点灯率と点灯電圧との関係を、維持周期をパラメタとして示した図である。縦軸は点灯電圧を、横軸は点灯率を表している。また、維持周期は３．８μｓｅｃと４．８μｓｅｃである。この実験から、点灯率が低い時には点灯電圧が下がり、点灯率が高い時には点灯電圧が上がることがわかった。また、維持周期が短くなると点灯電圧が上がり、維持周期が長くなると点灯電圧が下がることもわかった。

点灯率が高くなるほど点灯電圧が上がる理由については、例えば点灯率が高くなると放電電流が増加し、表示電極対の抵抗成分等による電圧降下が大きくなり放電セルの表示電極対間に印加される電圧が下がるので、見かけ上点灯電圧が上昇するものと考えることができる。また、維持周期が短くなると点灯電圧が上がる理由については、維持周期が短くなると維持パルス持続時間も短くなり、維持放電にともなって蓄積する壁電圧が減少するため、その分、表示電極対に印加すべき維持パルス電圧が増加するものと考えられる。

一般に、ＡＰＬの低い画像を表示する場合には輝度重みの大きいサブフィールドの点灯率は低い。したがって、上述したように点灯電圧も低下する。このことは、ＡＰＬの低い画像を表示する場合、輝度重みの大きいサブフィールドの維持周期を短縮することが可能であることを示している。

そこで本実施の形態では、ＡＰＬの低い画像を表示する場合に輝度重みの大きいサブフィールドの維持パルス持続時間を短縮した駆動を行っている。加えて、本実施の形態においてはＡＰＬの低い画像を表示する場合に、維持パルスの立ち上がりと立ち下がりとの重なり期間を長くするとともに維持パルスの立ち下がり時間を短くして、さらに維持周期を短縮している。ただし、維持パルスの重なり期間を大きくしすぎると、あるいは維持パルスの立ち下がり時間を短くしすぎると無効電力が増加する傾向があるので、本実施の形態においては、パネルの放電特性やそのばらつき等を考慮して、維持パルスの重なり期間を２５０ｎｓｅｃ〜４５０ｎｓｅｃに、維持パルスの立ち下がり時間を６５０ｎｓｅｃ〜８５０ｎｓｅｃに設定している。そして、短縮された駆動時間を利用して輝度倍率をあげて維持パルス数を増加させ、表示画像のピーク輝度を上昇している。

図１２は、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置のＡＰＬと維持パルスの形状との関係を示した図である。本実施の形態においては、ＡＰＬ２０％未満の画像を表示する場合には、第８ＳＦ〜第１０ＳＦの維持パルスの重なり期間を４５０ｎｓｅｃに、維持パルスの立ち下がり時間を６５０ｎｓｅｃにし、維持周期を３９００ｎｓｅｃにしている。また、ＡＰＬ２０％以上２５％未満の画像を表示する場合には、第９ＳＦ、第１０ＳＦの維持パルスの重なり期間を４００ｎｓｅｃに、維持パルスの立ち下がり時間を７００ｎｓｅｃにし、維持周期を４３００ｎｓｅｃにしている。また、ＡＰＬ２５％以上３５％未満の画像を表示する場合には、第９ＳＦ、第１０ＳＦの維持パルスの重なり期間を３５０ｎｓｅｃに、維持パルスの立ち下がり時間を７５０ｎｓｅｃにし、維持周期を４７００ｎｓｅｃにしている。また、ＡＰＬ３５％以上５０％未満の画像を表示する場合には、第１０ＳＦの維持パルスの重なり期間を３００ｎｓｅｃに、維持パルスの立ち下がり時間を８００ｎｓｅｃにし、維持周期を５１００ｎｓｅｃにしている。そして、ＡＰＬ５０％以上の画像を表示する場合には、第１０ＳＦにおいて維持パルスの重なり期間を２５０ｎｓｅｃに、維持パルスの立ち下がり時間を８５０ｎｓｅｃにし、維持周期を５５００ｎｓｅｃにしている。これにより輝度倍率を最大４．３倍にまであげることが可能となった。

以上説明したように、本実施の形態においては、ＡＰＬの低い画像を表示する場合に輝度重みの大きいサブフィールドの維持周期を短縮している。そして、短縮された駆動時間を利用して輝度倍率をあげて維持パルス数を増加させ、表示画像のピーク輝度を上昇している。しかし、短縮された駆動時間を、表示階調数を増やし画像の表示品質を向上する、あるいは全セル初期化動作を増やし、放電をさらに安定させる等に利用してもよい。

しかしながら、単純に維持周期を短くし、維持パルスの持続時間を短くすると書込み放電を確実に発生させるために書込みパルス電圧Ｖｄを高く設定しなければならないことがわかった。これは図７の期間Ｔ１２における消去放電によってデータ電極上に蓄積される壁電圧が不足し、書込み期間においてその不足を補うために書込みパルス電圧Ｖｄを高くする必要が生じたものと考えられる。そこで発明者らは書込み電圧Ｖｄを下げるための検討を行った結果、消去放電の直前の維持放電を発生する維持パルスの持続時間、すなわち図７の期間Ｔ８を伸ばすことにより書込みパルス電圧を元に戻すことが可能であることを見出した。

図１３は、維持周期および持続時間と、書込み放電を確実に発生させるために必要な書込み電圧Ｖｄとの関係を調べた実験結果を示す図である。このように、維持周期を５μｓｅｃから４μｓｅｃに短縮すると書込み電圧が６２Ｖから６６．５Ｖに上昇するが、維持周期が４μｓｅｃであっても、消去放電の直前の維持パルスの持続時間を１０００ｎｓｅｃに伸ばし、維持周期を５μｓｅｃ以上に伸ばすことにより書込み電圧を６２Ｖに戻すことができた。また、消去放電の直前の維持パルスに加えて、２つ前、３つ前の維持パルスの持続時間を伸ばしてもそれ以上書込み電圧が減少しないこともあわせて明らかになった。したがって書込みパルス電圧を下げるためには、消去放電の直前の維持パルスの持続時間を伸ばせばよいが、駆動時間に余裕があれば、２つ前、３つ前の維持パルスの持続時間を伸ばしてもかまわない。

なお、維持パルス電圧Ｖｓは維持放電が確実に発生する程度に高くなければならないのはもちろんであるが、図６を用いて電力回収部１１０、２１０の動作を説明したように、維持パルス電圧Ｖｓは放電電流が分散される程度に低く設定されていることが望ましい。仮に電圧Ｖｓが高すぎると、電力回収部１１０、２１０を用いて走査電極２２または維持電極２３に維持パルスを印加している期間Ｔ２、Ｔ５の間に強い維持放電が発生してしまい、大きな放電電流が流れてしまう。電力回収部１１０、２１０におけるインピーダンスは高いので、大きな放電電流が流れると電圧降下が生じ、走査電極２２または維持電極２３に印加していた電圧が大きく低下して維持放電が不安定となり、発光輝度が表示領域内で均一でなくなる等の画像表示品質を低下させる恐れがある。

本実施の形態においては、維持パルス電圧Ｖｓは１９０Ｖに設定されている。この電圧値自体は一般的なプラズマディスプレイ装置の維持パルス電圧に比較して特に低い値ではないが、本実施の形態において使用したパネル１０ではキセノン分圧を１０％と高めて発光効率を向上させており、そのため表示電極対間の放電開始電圧も高くなっている。したがって、維持パルス電圧Ｖｓの電圧値は放電開始電圧に対して相対的に小さくなっている。すなわち、電力回収部１１０、２１０を用いて表示電極対に電圧を印加している期間Ｔ２、Ｔ５においては、維持放電を発生しないか、または維持放電が発生したとしても放電電流による電圧降下で表示電極対に印加する電圧が低下して維持放電が不安定となるほどの強い維持放電とはならない。

このように、本実施の形態では、上述したように発光効率の高い駆動が可能となるが、その反面、維持パルス電圧の放電開始電圧に対する相対的な電圧値が低く設定されている。そのため、維持放電で壁電圧が確実に蓄積されないと壁電圧が不足し、維持放電が継続して発生しない恐れがある。特に、表示画面を構成する放電セルの放電特性にばらつきがあるとそのような問題が発生する可能性が高くなる傾向がある。そこで、維持期間の最初の維持放電において十分な壁電圧が確実に蓄積されるように、最初の維持パルスの立ち上がり時間を他の維持パルスの立ち上がり時間よりも短く設定する構成としてもよい。

図１４は、パネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形図の一例である。この例では、最初の維持パルスの立ち上がり時間である期間Ｔ５ｆは５００ｎｓｅｃに設定されている。このように、最初の維持パルスの立ち上がり時間を通常の維持パルスの立ち上がり時間である期間Ｔ５よりも短く設定することで、強い維持放電を発生させ、壁電圧の蓄積を確実にすることができ、放電セルの放電特性にある程度のばらつきがあるパネルであっても、安定した維持放電を継続して発生させることが可能となる。また、消費電力が大きく増加しない範囲で、このような立ち上がり時間を短く設定した維持パルスを適当な間隔で挿入する構成としてもかまわない。

以上説明したように、本発明の実施の形態においては、維持パルスの立ち上がり時間である期間Ｔ２、Ｔ５を９００ｎｓｅｃとして説明を行ったが、期間Ｔ２、Ｔ５は、共振周期の２分の１以下であり、かつ期間Ｔ２、Ｔ５を２倍にした時間が維持パルス持続時間である期間Ｔ３、Ｔ６よりも長ければよい。

また、本実施の形態では、電力供給用と電力回収用とで異なるインダクタを用いる構成を説明したが、何らこの構成に限定されるものではなく、電力供給用と電力回収用とで同一のインダクタを用いる構成としてもかまわない。

また、本発明は、維持期間における最後の維持パルスの電圧波形が上述した電圧波形に限定されるものではない。

また、本実施の形態では、放電ガスのキセノン分圧を１０％としたが、他のキセノン分圧であってもそのパネルに応じた駆動電圧に設定すればよい。

また、本実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。

本発明のパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置は、パネルを高輝度化しつつさらなる消費電力の低減が可能であり、パネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置として有用である。

本発明の実施の形態にかかるパネルの構造を示す分解斜視図 本発明の実施の形態にかかるパネルの電極配列図 本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 本発明の実施の形態にかかるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形図 本発明の実施の形態にかかるサブフィールド構成を示す図 本発明の実施の形態にかかる維持パルス発生回路の回路図 本発明の実施の形態にかかる維持パルス発生回路の動作を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態にかかる維持パルスの立ち上がり時間と維持パルス発生回路の無効電力との関係を示す図 本発明の実施の形態にかかる維持パルスの立ち上がり時間と発光効率との関係を示す図 本発明の実施の形態にかかる初期化期間における維持電極への印加電圧と消去位相差と最後の維持パルスにおける立ち上がり時間との関係を示す図 本発明の実施の形態にかかる最後から２番目の維持パルスの立ち上がり時間と初期化期間における維持電極への印加電圧との関係を示す図 本発明の実施の形態にかかる点灯率と点灯電圧との関係を、維持周期をパラメタとして示す図 本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイ装置のＡＰＬと維持パルスの形状との関係を示す図 本発明の維持周期および持続時間と書込み電圧との関係を示す図 本発明の他の実施の形態にかかるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形図

符号の説明

１ プラズマディスプレイ装置
１０ パネル
２１ （ガラス製の）前面板
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２４，３３ 誘電体層
２５ 保護層
２８ 表示電極対
３１ 背面板
３２ データ電極
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
５１ 画像信号処理回路
５２ データ電極駆動回路
５３ 走査電極駆動回路
５４ 維持電極駆動回路
５５ タイミング発生回路
５８ ＡＰＬ検出回路
１００，２００ 維持パルス発生回路
１１０，２１０ 電力回収部
１２０，２２０ （電圧）クランプ部
Ｃ１０，Ｃ２０ （電力回収用の）コンデンサ
Ｃｐ 電極間容量
Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４，Ｑ２８，Ｑ２９ スイッチング素子
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２ （逆流防止用の）ダイオード
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２ インダクタ

Claims (3)

1. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
   １フィールドを、前記放電セルで選択的に書込み放電を発生させる書込み期間と輝度重みに応じた回数の維持パルスを印加して前記書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させる維持期間とを有する複数のサブフィールドで構成し、
   前記プラズマディスプレイパネルに表示する画像信号の平均輝度レベルを検出するステップと、
   前記表示電極対の電極間容量とインダクタとを共振させて前記維持パルスの立ち上がりまたは立ち下がりの駆動を行うステップと、
   前記維持パルスの電圧を所定の電圧にクランプするステップと、
   前記複数のサブフィールドのうち輝度重みの最も大きいサブフィールドの前記維持パルスの繰り返し周期を前記画像信号の平均輝度レベルにもとづき設定するステップを備え、
   前記画像信号の平均輝度レベルが低くなるにつれて、輝度重みの最も大きいサブフィールドにおける維持パルスの繰り返し周期を段階的に短くするステップをさらに備え、
   前記表示電極対の一方に印加する維持パルスの立ち下がる時間と前記表示電極対の他方に印加する維持パルスの立ち上がる時間とが重なる重なり期間を設けるステップと、
   前記平均輝度レベルが低くなるにつれて、少なくとも輝度重みの最も大きいサブフィールドの前記重なり期間を段階的に長くするステップとをさらに備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
2. 前記維持パルスの電圧が所定時間の間保たれる維持パルスのパルス持続時間以上に前記維持パルスの立ち上がる時間の２倍の時間を設定するステップを、さらに備えた請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
3. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルと、
   画像信号の平均輝度レベルを検出する平均輝度レベル検出回路と、
   前記表示電極対のそれぞれに維持パルスを印加して維持放電を発生させる維持パルス発生回路とを備え、
   前記維持パルス発生回路は、
   前記表示電極対の電極間容量とインダクタとを共振させて前記維持パルスの立ち上がりおよび立ち下がりを行う電力回収部と、
   前記維持パルスの電圧を所定の電圧にクランプするクランプ部と、を備え、
   前記複数のサブフィールドのうち輝度重みの最も大きいサブフィールドの前記維持パルスの繰り返し周期を前記画像信号の平均輝度レベルにもとづき設定し、
   前記画像信号の平均輝度レベルが低くなるにつれて、輝度重みの最も大きいサブフィールドにおける維持パルスの繰り返し周期を段階的に短く設定し、
   前記表示電極対の一方に印加する維持パルスの立ち下がる時間と前記表示電極対の他方に印加する維持パルスの立ち上がる時間とが重なる重なり期間を設け、
   前記平均輝度レベルが低くなるにつれて、少なくとも輝度重みの最も大きいサブフィールドの前記重なり期間を段階的に長くすることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。

Images